[实用新型]一种X射线自由电子激光振荡器

说明书

本实用新型涉及一种X射线自由电子激光振荡器，属于自由电子激光技术领域，X射线自由电子激光振荡器以电子束作为产生X射线的媒介，包括波荡器和谐振腔，波荡器对入射到其内部的电子束施加磁场，使电子束发生扭摆运动产生X射线，谐振腔由第一反射镜和第二反射镜组成，所述第二反射镜围绕其中轴线进行旋转，所述X射线在谐振腔内往返振荡并不断放大直至达到饱和状态，并经第二反射镜耦合输出，本实用新型对谐振腔内功率几乎无损耗，避免影响谐振腔的饱和能量，在同等条件下能够输出更高功率的X射线自由电子激光，同时，能够灵活地调节耦合输出功率，甚至可以输出谐振腔内全部功率。

技术领域

本实用新型属于自由电子激光技术领域，具体地说涉及一种X射线自由电子激光振荡器。

背景技术

1895年，德国科学家伦琴(Wilhelm K.)在进行阴极射线管气体放电实验时，意外发现了X射线，并凭借这项发现在1901年获得了首次颁发的诺贝尔物理学奖。在那之后，X射线作为一种强有力的工具，在医学、工业、基础和应用科学研究等领域得到了广泛的应用和发展。

X射线自由电子激光振荡器(X-ray Free Electron Laser Oscillator，简称XFELO)可产生窄带宽、全相干的X射线，其以自由电子为媒介，在谐振腔中放大辐射产生X射线，并通过小孔将饱和的X射线耦合输出到谐振腔外，具有带宽窄、频率连续可调、工作状态稳定等优点。虽然XFELO的谐振腔内储存的饱和的X射线能量很高，但是，受限于其耦合输出方式，只能输出谐振腔内饱和X射线能量的小部分，限制了XFELO的输出功率。

实用新型内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种X射线自由电子激光振荡器。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种X射线自由电子激光振荡器，包括：

电子束，其作为产生X射线的媒介；

波荡器，对入射到其内部的电子束施加磁场，使电子束发生扭摆运动产生X射线；

谐振腔，其由分别位于波荡器两侧的第一反射镜和第二反射镜组成，所述第二反射镜围绕其中轴线进行旋转，所述X射线在谐振腔内往返振荡并不断放大直至达到饱和状态，并经第二反射镜耦合输出。

进一步，所述第二反射镜包括承载盘和多个子反射镜，所述多个子反射镜位于承载盘上，且多个子反射镜位于同一圆周上。

进一步，所述第一反射镜与子反射镜所在的圆周对应设置。

进一步，所述承载盘的中心连接有具备旋转功能的旋转轴。

进一步，至少一个子反射镜被输出元件替代，饱和状态的X射线经输出元件耦合输出谐振腔。

进一步，所述输出元件为输出孔、自带输出小孔的子反射镜或厚度减薄的子反射镜。

进一步，所述X射线在谐振腔内振荡一次所需的周期等于第二反射镜旋转周期除以子反射镜与输出元件的数量总和，所述输出元件旋转至谐振腔中心线所需的周期等于谐振腔内X射线达到饱和状态所需的周期。

进一步，在第二反射镜旋转过程中，当子反射镜旋转至谐振腔中心线时，第一反射镜与子反射镜组成谐振腔，X射线在谐振腔内往返振荡并不断放大，当输出元件旋转至谐振腔中心线时，X射线达到饱和状态，X射线经输出元件耦合输出谐振腔。

进一步，所述第一反射镜、子反射镜均为晶体反射镜，且第一反射镜的位置固定。

进一步，所述谐振腔内部且位于X射线的传输路径上设有聚焦元件，用于调整X射线聚散状态，从而使得电子束和X射线在横向匹配。

进一步，所述波荡器两侧且位于电子束的传输路径上设有第一偏转磁铁和第二偏转磁铁，用于改变电子束的传输方向。